冷卻機(jī)控制

一. 熟料冷卻的目的
    熟料的冷卻速率對(duì)熟料的結(jié)構(gòu)、熟料的礦物組成，熟料的研磨性能以及水泥的品質(zhì)都有很大的影響。其主要表現(xiàn)的方面有:
        1. 便于輸送: 如果輸送高溫的熟料需要用耐高溫材料制造，并且也很容易磨損，造成成本高，維護(hù)費(fèi)用也高，不利于降低成本
        2. 易于研磨: 熟料冷卻速度快，則熟料中的分子沒(méi)有足夠的時(shí)間去進(jìn)行晶格的排列，部份的液相無(wú)法結(jié)晶成核只有以玻璃質(zhì)存在，玻璃質(zhì)較脆，同時(shí)礦物顆粒也比較細(xì)，易于研磨
        3. 熱量回收: 急冷熟料可以從熟料中回收大量的熱，供窯內(nèi)燃燒所用及余熱發(fā)電或者是烘干物料。其回收熱量為200-250kcal/kg。這樣就可以降低生產(chǎn)的成本。
        4. 改善水泥品質(zhì): 熟料在在1250度下，C3S會(huì)分解成C2S與CaO兩種礦物。而在525度時(shí)，C2S會(huì)發(fā)生晶格轉(zhuǎn)變，由β-C2S轉(zhuǎn)變成γ-C2S，其體積膨脹10%，造成熟料的粉化，同時(shí)γ-C2S又是一種無(wú)強(qiáng)度的礦物，使熟料品質(zhì)下降。另外熟料在慢冷時(shí)礦物中的C3A也會(huì)從礦物中析出，造成熟料的急凝現(xiàn)象，MgO在慢冷時(shí)也容易結(jié)晶，造成水泥的安定性不良。此時(shí)只有用急冷的方法來(lái)解決這些問(wèn)題。

二. 冷卻機(jī)工作原理
    冷卻機(jī)是一種熱交換裝置，它是以空氣為介質(zhì)從高溫的熟料中通過(guò)，對(duì)熟料進(jìn)行冷卻，同時(shí)回收廢氣的熱量作為窯的二次、三次空氣及干燥空氣，提高窯的熱效率。從熱工和工藝角度去評(píng)價(jià)冷卻機(jī)的要求有:
        1.回收的熱量要多
        2.冷卻熟料的時(shí)間要短，速度要快，特別是在1250與525度
        3.冷卻后熟料的溫度要低。
        4.冷卻單位質(zhì)量熟料的空氣消耗量要少，一般在2-2.1Nm3/h.plate
        5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、維修容易，運(yùn)轉(zhuǎn)效率要高
    隨著水泥工業(yè)的發(fā)展，冷卻機(jī)的類(lèi)型非常的多，目前冷卻機(jī)的主要類(lèi)型有:
        1. 單筒式冷卻機(jī)(旋轉(zhuǎn)式冷卻機(jī)): 這種冷卻機(jī)的冷卻空氣全部入窯，其熱效率比較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要有廢氣處理設(shè)備。但熟料的冷卻速度慢，出機(jī)熟料溫度高，二次空氣進(jìn)風(fēng)不均勻。
        2. 多筒式冷卻機(jī): 它由環(huán)繞在窯殼上的多個(gè)圓筒所組成。這樣它不需要有專(zhuān)門(mén)的動(dòng)力與收塵設(shè)備。但這樣會(huì)增大窯筒體的負(fù)何，同時(shí)熟料的冷卻效果也不是很好。
        3. 立筒式冷卻機(jī): 冷卻空氣全部入窯，熱效率比較高，沒(méi)有廢氣處理的問(wèn)題。比較容易受顆粒的影響。
        4. 蓖式冷卻機(jī):
    冷卻機(jī)的操作參數(shù)
    在實(shí)際生產(chǎn)中，各個(gè)設(shè)備并不是孤立的，冷卻機(jī)與窯之間的操作互相制約與影響。因此必需根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。在操作冷卻機(jī)時(shí)一般都希望熟料出口的溫度低，二次風(fēng)的溫度盡量高，冷卻機(jī)廢氣溫度低些。蓖式冷卻機(jī)操作時(shí)更是如此，一般其主要的參數(shù)有:
        1. 料層的厚度 料層厚度均勻，能夠產(chǎn)生同樣的氣體阻力，氣體也能夠均勻地分布在整個(gè)料層上。這是冷卻機(jī)正常操作的基本條件。料層的厚度可以通過(guò)調(diào)節(jié)爐排的速度來(lái)改變，速度快則料層就薄，反之則反然。如果爐排速度快，則熟料通過(guò)冷卻機(jī)的時(shí)間就短，熟料出口的溫度就會(huì)比較高，同時(shí)也會(huì)使二次空氣溫度降低。料層厚則風(fēng)壓就比較大
        2. 高壓風(fēng)量 在冷卻機(jī)的一段，冷卻風(fēng)風(fēng)壓比較高，風(fēng)量并不是很大，其廢氣主要是作為二次風(fēng)進(jìn)入到窯內(nèi)。風(fēng)量大有利于熟料的冷卻，但也會(huì)造成二次風(fēng)溫度低，同時(shí)窯頭的飛灰也會(huì)比較大。
        3. 中壓風(fēng)量 是指在冷卻機(jī)二段或其它的風(fēng)室通過(guò)的中壓風(fēng)量，中壓風(fēng)量大有利于熟料的冷卻，但這會(huì)影響到廢氣及二次風(fēng)的溫度，特別是對(duì)于有余熱發(fā)電的系統(tǒng)。因此中壓風(fēng)量也不是越多越好，只要能將熟料冷卻到一定溫度就可以。
        4. 熟料的顆粒 在冷卻機(jī)中不允許有生料或極細(xì)的熟料粉，這些細(xì)粉不僅會(huì)造成料層的阻力，熟料冷卻的效率較差，同時(shí)也會(huì)造成爐排處通過(guò)的風(fēng)量少，爐排得不到充份的冷卻使其溫度過(guò)高容易燒壞。如果嚴(yán)重的話(huà)一些較細(xì)的粉塵還會(huì)使冷卻機(jī)中的粉塵濃度增加，這樣二次風(fēng)及三次風(fēng)中所含的粉塵就比較多，影響窯內(nèi)燒成及熟料的冷卻。嚴(yán)重者會(huì)使熟料流態(tài)化。料層對(duì)氣體的阻力會(huì)突然消失。對(duì)于較細(xì)的料層，應(yīng)該要提高冷卻風(fēng)量、風(fēng)壓來(lái)克服阻力，或者是加快爐排的移動(dòng)速度使料層變薄來(lái)維持風(fēng)壓。這樣做會(huì)使冷卻機(jī)的回灰較多。一般熟料顆粒細(xì)，風(fēng)壓高，操作不穩(wěn)定。熟料顆粒粗，風(fēng)壓低，操作就比較穩(wěn)定。
        5. 熟料與空氣的分布 熟料除要求厚度均勻外，熟料的顆粒也要求分布均勻。如果一塊是大顆粒，一塊是小顆粒，這樣在大顆粒的地方其對(duì)氣體的阻力就小，則風(fēng)量就會(huì)比較大，細(xì)的地方阻力就較大，氣流通過(guò)就會(huì)比較少，導(dǎo)至該區(qū)域的料不能有效的冷卻，最后形成的所謂紅河(紅河現(xiàn)象的處理見(jiàn)后面)。熟料的顆粒分布主要與旋窯的轉(zhuǎn)向有很大的關(guān)系。

三. 二次、三次空氣
    二次、三次風(fēng)對(duì)窯及預(yù)熱機(jī)的燒成狀況有非常大的影響。二次空氣溫度越高，火焰越短，燒成帶溫度越高，燒成帶也就越短。反之二次空氣溫度低，則窯內(nèi)的火焰就拉的比較長(zhǎng)，燒成帶溫度就比較低，燒成帶也就比較長(zhǎng)。不規(guī)則的火焰特性，會(huì)造成燒成帶移動(dòng)(一般都是通過(guò)調(diào)節(jié)一次風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)火焰長(zhǎng)短)。二次空氣要求其溫度比較穩(wěn)定，正常時(shí)其上下波動(dòng)的范圍在40度左右。其溫度越高越好，溫度高則回收的熱量就比較多，燃料燃燒的效率就比較好，但是過(guò)高也會(huì)對(duì)耐火磚造成損傷。
    三次空氣則與二次空氣不同，一般不希望其溫度過(guò)高，同時(shí)三次空氣也不希望有太多的粉塵，它從窯頭窯罩中引出后首先經(jīng)過(guò)一個(gè)旋風(fēng)筒進(jìn)行除塵。否則會(huì)造成窯尾預(yù)熱機(jī)容易結(jié)料影響燒成，在窯頭的旋風(fēng)筒中也容易產(chǎn)生結(jié)料。
    影響二、三次風(fēng)溫度的主要因素有: 爐排的速度，料層的厚度，冷卻空氣量，進(jìn)入冷卻機(jī)的熟料量，熟料溫度，熟料的顆粒大小等。